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  投资者分布上,主要位于美国(约55%),其次是英国及中国,分别占11%、6%。总体而言,前10个国家的投资者占总投资者的87%。

  类器官技术根据使用的干细胞,类器官可由多能干细胞(PSC)、成体干细胞(ASCs)两类形成。

  第一类多能干细胞(PSC),其也包括胚胎干细胞(ESC)和诱导多能干细胞,消化系统、肝、肺、肾、胰腺、胃和视网膜的类器官都可以由PSC培养。

  它们可以嵌入细胞外基质中,并使用感兴趣组织特有的富含生长因子的培养基扩增至成熟。类器官内细胞的组成和组织取决于所生长组织的身份,而这反过来又影响着类器官的整体大小和形状。

  第二种来源于专门用于特定器官的成体干细胞(ASCs),如人类的结肠、肠、肝、前列腺、胰腺、输卵管、胃、舌头和子宫内膜等,都可以从ASCs中生长出来。ASC衍生的类器官可以提供补充的上皮,以研究成熟组织对致病性攻击或药物的反应。

  近10年来,类器官市场显著增长。2010年-2020年期间,新公司增长率高达64%;截至2022年Q4,该领域的累计市场价值约为10313.84亿美元。

  在历史时期,这一市场的增长主要来自对类器官开发的投资、技术研究和开发的增长、公私伙伴关系增加、医疗保健支出提高以及高额的药物研发支出。

  根据类器官的种类复杂性、技术开发可能性、市场/开发管道上的类似产品数量、产品新颖性及未满足需求的解决等方面,DPI创建了数据库,并通过定量和定性方法对入选企业进行了分析及筛选。主要玩家如下:

  干细胞生物学的最新进展,加上几十年来细胞信号和生物力学的基础生物学研究,加速了类器官的科研进程。十年来,每年相关出版量增长了2.5倍以上,预计还会继续增长。

  专利项目上,2010-2022年,注册专利数量达到7244项(仅包括授予的专利)。由此可以看出,伴随着多学科方法的落地,有望加速类器官技术的市场化。

  为了研究类器官在药物开发中的途,DPI统计了72项注册临床试验,并统计了适应症的分布情况。

  正如预期的那样,最受欢迎的领域是肿瘤学,80.5%的临床试验集中于开发用于癌症治疗的类器官。消化系统疾病排在第二位,6.5%的临床试验开发了肠道和肠道类器官;而其他领域的频率要低得多。

  其优点包括:第一,实现大规模测试,降低成本;二,输出数据可以直接传输到电子实验室中,将人为错误的风险降至最低;第三,定制化能够更加高效、灵活地满足企业或科研机构的需求;最后,及时收集平时被忽略的大量额外数据。

  实验室自动化市场在过去的10年中高速发展,而近两年出现了停滞。2010年至2020年期间,新公司的份额为30%;截至2022年第四季度,市场价值约为234.4亿美元。

  下图展示了提供实验室自动化服务的主要企业。显而易见,由于其需求和流行性,液体处理是最受欢迎的服务类型,其他领域目前正在积极发展。

  器官芯片器官芯片在药物研发中的主要用途包括:疾病病理研究、毒理学、药物作用机制、药物筛选、药品发现和治疗分析。各用途在研究、商业和临床环境中的占比有一定差异。如学术界主要用来进行疾病病理、药物作用机制的研究,企业主要将器官芯片应用于毒理学、药物发现及筛选环节。

  2010年至2020年,新公司的份额近60%。截至2022年Q4,器官芯片的市场价值约为851.26亿美元。其中,约82%的公司为供应商,只有18%的公司参与研发。

  世界卫生组织将癌症列为全球主要的死亡主要原因之一。新抗癌药物对细胞影响的评估必须以高通量、成本和时间有效的方式进行。

  创新的“癌症芯片”技术结合了微流体和3D癌症模型,克服了这一难题。这一技术可用于药物筛选,以及检查癌细胞转移的发生和扩散等事件;此外,它也可以更好地模拟体内遇到的癌症环境。

  多器官相互作用是保证生理机能的必要条件。尽管器官在体内是物理分离的,但它们之间的通信是通过血液和淋巴循环的各种信号(可溶性物质、外来体、细胞等)来维持的。Hesperos、TissUse和CN Bio等几家公司已经创建了整个芯片或多器官芯片平台,可在单个设备中模拟多个器官。

  微流体学涉及移动或分析比液滴更小的微量液体装置的设计和研究。这些器件具有从亚微米到几毫米的微通道。因为能以更低的成本和更快速度进行精确的受控实验,这一技术在生物科学中的应用越来越广泛。

  微流体系统通过使用泵和芯片来工作。不同类型的泵以1μL/min至10000μL/min的速度精确地移动芯片内的液体。比如小水滴,约为10微升(μL)。

  而芯片内部的微流体通道,允许液体通过混合、化学或物理反应进行处理,液体可以携带如细胞一类的微小颗粒。例如,从健康血液的细胞中捕获和收集癌细胞。

  与传统的药物开发方法相比,微流体技术已经成为一种突破性的技术。因为它不仅为生物(化学)相互作用提供了一个高度可控、紧凑的环境,并且还与实施综合高通量筛选和评估的分析战略相兼容。


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